Wirkung von Gasen im Lungenmodell prüfen

Neue Methode kann Tierversuche ersetzen

24.08.2011 - Deutschland

Um Risiken abzuschätzen, die mit dem Einatmen gefährlicher Stoffe verbunden sein können, müssen zurzeit noch viele Tierversuche durchgeführt werden. Der Einsatz eines "Lungenmodells" könnte die Anzahl dieser Versuche verringern. Ein Verbundprojekt testete ein solches Modell unter Mitarbeit der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA). Dabei wurden menschliche Lungenzellen vier Gasen direkt ausgesetzt. Die Ergebnisse in vier unterschiedlichen Laboren zeigten einen engen Zusammenhang zu den Befunden, die aus Tierversuchen bekannt sind. Damit ist ein wichtiger erster Schritt in Richtung einer neuen Ersatzmethode für Tierversuche gelungen.

Das Forschungsprojekt, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der BMBF-Förderaktivität "Ersatzmethoden zum Tierversuch" gefördert wurde, verfolgte das Ziel, eine neue Methode zu prüfen, mit der sich die akut-giftige Wirkung von Gasen bewerten lässt, die direkt auf Lungenzellen treffen. Beim eingesetzten Lungenmodell handelt es sich um Lungenzellen, die auf Membranen kultiviert werden. Die Membranen befinden sich an der Grenzschicht von Luft und Flüssigkeit (Air Liquid Interface). Damit simuliert das Modell die Situation, die auch bei potenziell belasteten Menschen auftritt. Unter Koordination des Fraunhofer Instituts für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM Hannover) beteiligten sich auch das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ Leipzig), das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR/ZEBET Berlin) und die BAuA Berlin am Verbundprojekt als Prüflabore.

In die erste Studie wurden Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid, Ozon und Formaldehyd als Testgase sowie synthetische Luft als Negativkontrolle einbezogen. Als biologisches Prüfsystem diente die Lungenzelllinie A549 humanen Ursprungs. Nach einstündiger Exposition wurden die zytotoxische Wirkung über eine Lebendzellzahl-Messung und die gentoxische Wirkung mittels Comet-Assay erfasst. Die Zytotoxizität zeigte für alle vier Modellgase klare Dosis-Wirkungsbeziehungen. Darüber hinaus gab es eine gute Wiederholbarkeit innerhalb der Labore sowie eine sehr gute Übereinstimmung in der Lage und Form der Dosis-Wirkungsbeziehungen zwischen den Laboren. Vor Eintritt in die formale Validierungsphase wird derzeit in einer zweiten Prävalidierungsphase die Datenbasis um fünf weitere Gase erweitert.

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